Impact du pâturage sur la structure de la végétation : Interactions biotiques, traits et conséquences fonctionnelles. - Université de Rennes Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Grazing impact on the structure of plant community: biotic interactions and functional traits

Impact du pâturage sur la structure de la végétation : Interactions biotiques, traits et conséquences fonctionnelles.

Résumé

Semi-natural grasslands constitute some multifunctional spaces which provide numerous benefits to society. Together with their obvious economic interest, semi-natural grasslands support a high plant and animal biodiversity. Grazing can constitute a sustainable management tool for these habitats, fitting well with conservation and restoration targets, and together able to satisfy agronomical issues. Within this global framework, this thesis intended to get a better understanding of plant communities response to grazing and of the resulting consequences on ecosystem functioning. Three plant communities encountered in a wet grasslands situated in the Marais Poitevin on the French Atlantic coast constituted the biological model. Studying the impact of grazing on plant communities and the resulting consequences on ecosystem functioning required to consider two important issues of community ecology : (i) community assembly rules, and (ii) the relationship between community structure and ecosystem functioning. Accordingly, a functional approach of plant community structure considering plant traits was used. Grazing increased plant diversity and richness in all three studied communities. Within each community, the spatially heterogeneous grazing pattern of herbivores (cattle and horses) led to a mosaic of vegetation patches differing in species composition and relative abundances. The positive impact of grazing on plant diversity and richness resulted from both (i) the floristic and species abundances contrasts between patches and (ii) the impact of grazers on plant diversity at the patch scale. Floristic contrasts observed among patch types resulted from the variation of the importance of the various environmental filters associated to grazing, in particular biomass loss rate and inter-specific competition. Grazing intensity enhancement led to the replacement of dominant species characterized by traits associated to slow growth, efficient conservation of internal resources and high ability to compete for light, by dominant species characterized by traits associated to fast growth, rapid resource acquisition and high root competition ability. Grazing effect on within-patch diversity could result from the reduction of competition for light, and from the fine-scale heterogeneity that grazers generate. The spatially heterogeneous grazing pattern led to a heterogeneity of ecosystem processes. The species structure of the vegetation patches could be linked to some parameters of the carbon and nitrogen cycles. In particular, the traits of the dominant species were found as an important determinant of the studied functional processes. Plant trait diversity appeared less determinant than traits of the dominant species for such processes. This work constitute a step toward a predictive approach of grazing impact on plant community structure and ecosystem functioning which can contribute to conciliate ecological, environmental and agronomic issues.
Les prairies semi-naturelles constituent des espaces multifonctionnels susceptibles de rendre de nombreux services à la société. Ce sont en particulier des agro-écosystèmes favorables à l'expression d'une grande diversité floristique et faunistique. Le pâturage peut constituer un mode de gestion durable de ces espaces adapté à des objectifs de préservation et de restauration de la diversité, pouvant concilier enjeux écologiques et agronomiques. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est d'arriver à une meilleure compréhension de la réponse des communautés végétales au pâturage et des conséquences fonctionnelles associées en utilisant comme modèle d'étude, trois communautés végétales rencontrées dans les prairies humides du Marais Poitevin. Cet objectif requiert d'étudier le pâturage à la lumière de deux problématiques majeures de l'écologie des communautés : (i) l'étude des règles d'assemblage des communautés et (ii) l'étude du lien entre la structure des communautés et le fonctionnement des écosystèmes. Pour cela, une approche fonctionnelle basée sur les traits des espèces se révèle pertinente. Nous avons montré que le pâturage a un impact positif sur la richesse et la diversité floristiques des trois communautés étudiées. Au sein de chacune de ces communautés, le patron de pâturage hétérogène des herbivores est à l'origine d'une hétérogénéité de la structure de la végétation qui se présente sous la forme d'une mosaïque de types de patchs caractérisés par des compositions floristiques et des abondances relatives des espèces contrastées. L'impact positif du pâturage sur la diversité et la richesse floristiques des communautés résulte à la fois (i) des variations de la composition floristique et des abondances relatives des espèces entre patchs et (ii) de l'impact des herbivores sur la diversité et la richesse spécifiques de la végétation à l'échelle intra-patch. Les variations de la composition floristique observées entre types de patchs sont le résultat des variations de l'importance de différents filtres environnementaux associés au pâturage, notamment du prélèvement de biomasse et de la compétition interspécifique. L'augmentation de l'intensité du pâturage entraîne un remplacement des espèces dominantes caractérisées par une fortes aptitude à la compétition aérienne et une stratégie conservatrice vis à vis des ressources par des espèces dominantes présentant une forte aptitude à l'acquisition des ressources une forte aptitude à la compétition racinaire. L'impact du pâturage sur la diversité à l'échelle intra-patch peut résulter de son impact négatif sur l'intensité de la compétition pour la lumière et de son impact sur l'hétérogénéité environnementale à une échelle fine. Nous avons enfin montré que le patron hétérogène de pâturage avait pour conséquence des variations des processus écosystémiques associés au cycle de l'azote et du carbone. Il existe un lien entre la structure des différents types de patchs générés par les herbivores et ces processus. Il apparaît que les valeurs des traits des espèces dominantes influencent davantage le fonctionnement écosystémique que la diversité de ces traits. Ce travail constitue une étape vers une approche prédictive de l'impact du pâturage sur la structure des communautés et le fonctionnement de l'écosystème pouvant se révéler d'une grande utilité dans l'optique de la gestion des prairies naturelles.
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Dates et versions

tel-00566651 , version 1 (16-02-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00566651 , version 1

Citer

Benoit Marion. Impact du pâturage sur la structure de la végétation : Interactions biotiques, traits et conséquences fonctionnelles.. domain_other. Université Rennes 1, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00566651⟩
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